Poudre de tantale pour cibles de pulvérisation de semi-conducteurs
Avec le développement rapide de la technologie des semi-conducteurs, la demande de tantale utilisé comme film de pulvérisation cathodique augmente progressivement. Dans les circuits intégrés, le tantale est utilisé comme barrière de diffusion. Il est placé entre les conducteurs en silicium et en cuivre. Les cibles couramment utilisées sont généralement constituées de lingots de tantale, mais dans certains cas particuliers, comme les cibles en alliage nb-silicium, la méthode I/M ne peut pas être utilisée en raison des différents points de fusion du nb et du silicium et de la faible ténacité des composés de silicium. Seule la métallurgie des poudres peut être utilisée comme cible.
Les performances de la cible affectent directement les performances du film pulvérisé. Lors de la formation du film, aucune substance polluant le dispositif semi-conducteur ne peut exister.
Lors de la formation du film de pulvérisation, s'il y a des impuretés dans la cible de tantale (alliage, composé), des impuretés seront introduites dans la chambre de pulvérisation, provoquant la fixation de grosses particules au substrat et court-circuitant le circuit du film.
Dans le même temps, les impuretés deviendront également la raison de l'augmentation des particules en saillie dans le film. Par conséquent, il existe des exigences élevées en matière de qualité des cibles en poudre de lithium et en tantale. Bien que les performances du tantale métallique soient relativement stables, la poudre de tantale métallique avec une granulométrie plus fine est plus active et réagit avec l'oxygène, l'azote, etc. à température ambiante, ce qui augmente la teneur en impuretés telles que l'oxygène et l'azote dans la poudre de tantale.
Bien que la pureté de certains produits à base de tantale métallique, tels que les lingots de tantale disponibles dans le commerce, puisse atteindre 99,995 % ou même plus, plus la poudre de tantale est fine, plus l'activité correspondante est élevée et la capacité d'adsorption de l'oxygène, de l'azote, de l'hydrogène et du carbone augmente également en conséquence. Par conséquent, il a toujours été considéré comme assez difficile et difficile d'augmenter la pureté de la poudre de tantale à plus de 99,99 %.
Cependant, la réduction de la taille des particules de poudre de tantale est très nécessaire pour améliorer la qualité de la poudre de tantale et des cibles de tantale. Le domaine des matériaux cibles espère obtenir une poudre de tantale de haute pureté avec une taille de particule moyenne D50<25 μm.
Actuellement, le processus de production de poudre de tantale de qualité métallurgique classique adopte la méthode de déshydrogénation et de réduction d'oxygène simultanées. En raison des différentes directions d'utilisation, les exigences en matière de pureté et de granulométrie de la poudre de tantale de qualité métallurgique ordinaire ne sont pas élevées. Le processus de déshydrogénation et de réduction d'oxygène simultanées peut effectivement réduire les coûts.
La déshydrogénation consiste à chauffer et à décomposer l'hydrure de tantale pour éliminer l'hydrogène adsorbé. La température de décomposition de l'hydrure de tantale est de 600 degrés, mais la vitesse est extrêmement lente.
À mesure que la température augmente, la vitesse de décomposition augmente. Une grande quantité d'hydrogène commence à être libérée au-dessus de 800 degrés. Afin de libérer complètement l'hydrogène, la température doit être supérieure à 800 degrés. Plus la température est élevée, plus la déshydrogénation est complète.
